一种淀粉基水泥水化热调控材料的制备方法

文档序号:9517251
一种淀粉基水泥水化热调控材料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料混凝±外加剂领域,具体设及一种淀粉基水泥水化热调控材 料的制备方法。
【背景技术】
[0002] 水泥的水化反应是一个放热反应,水泥加水及其他骨料拌合制成的混凝±在诱筑 后的凝结、硬化过程中,会产生大量的水化热。由于混凝±是热的不良导体,且体积较大,因 此水化热聚集在混凝±内部不易发散,使内部溫度急剧上升。同时,由于混凝±表面散热较 快,产生了较大的内外溫差,导致内外热胀冷缩程度不同,进而在混凝±表面产生拉应力。 当拉应力超过混凝±极限抗拉强度时,便会产生溫度裂缝,运种裂缝多数发生在诱筑的中 后期,对混凝±的强度和耐久性产生不良影响。为了减缓混凝±在诱筑初期的集中放热,就 需要对水泥水化反应过程进行调控,尤其是对水化加速期放热速率的调控,进而达到缩小 混凝±内外溫差的效果。
[0003] 专利CN102674738A公开了一种多功能抗裂外加剂及其制备方法,其组分包括氧 化巧膨胀熟料、溶解度为20% -80%的市售工业糊精和粉煤灰,该抗裂外加剂可降低混凝 ±放热溫升。由于该专利中的糊精为未改性糊精,因此其对水化热的调控效果并不理想。
[0004] 专利CN104609768A公开了一种水泥水化调控材料,由阴离子改性剂与糊精反应 制得。专利CN104628296A公开了一种复合改性水化热调控材料,由淀粉先与酸催化剂、交 联剂反应,产物再与締基班巧酸酢反应制得。上述专利结果表明,淀粉或糊精经改性处理后 对水泥水化热的调控效果均有大幅提高,但上述专利改性制备过程复杂,反应时间较长。

【发明内容】

[0005] 针对现有水泥水化热调控材料的调控效果不理想,或材料制备过程复杂,反应时 间长等问题,本发明公开了一种简单高效的淀粉基水泥水化热调控材料的制备方法。
[0006] 申请人经大量研究测试发现,淀粉基水泥水化热调控材料对水泥水化的调控机理 主要是淀粉或者糊精分子中的径基对水泥颗粒的吸附作用。利用混合二元酸酢与淀粉或者 糊精分子中的径基发生双醋化反应,可减缓淀粉或者糊精在强碱环境下的溶解速率,进而 减缓径基在水泥颗粒表面的吸附速率,从而调控水化放热反应的进行。
[0007] 本发明提供了一种淀粉基水泥水化热调控材料的制备方法,包括下述步骤:
[0008] (1)将糊精、淀粉和混合二元酸酢在高速揽拌混合器中混合均匀;
[0009] (2)将步骤(1)中的共混物经双螺杆挤出机烙融挤出,粉碎,筛分,即得产物淀粉 基水泥水化热调控材料;
[0010] 步骤(1)中所述糊精、淀粉与混合二元酸酢的质量比为1:化1-0. 45): (0. 3-1. 5);
[0011] 步骤(2)中所述双螺杆挤出机从进料口到出料口有四段加热区,控制第一段加工 溫度为70-90°C,第二段加工溫度为85-120°C,第=段加工溫度为90-130°C,第四段加工溫 度为100-140°C,螺杆转速为80-150r/min,物料在螺筒中停留时间为8-15min。
[0012] 步骤(1)中所述糊精为市售糊精,DE值为4-15,冷水溶解度为65-100%。
[0013] 步骤(1)中所述淀粉为小麦淀粉、玉米淀粉、蜡质玉米淀粉、马铃馨淀粉或木馨淀 粉中的一种。
[0014] 步骤(1)中所述混合二元酸酢为下二酸酢、戊二酸酢和邻苯二甲酸酢中的任意两 种。 阳01引步骤似中所述产物筛分粒度小于100目。
[0016] 本发明还提供了上述水泥水化热调控材料在混凝±中的应用,其渗量为混凝±胶 凝材料用量的0.3-1 %。
[0017] 本发明所述的有益效果为:
[0018] 1.本发明采用双螺杆挤出法制备淀粉基水泥水化热调控材料,工艺简单高效,大 幅缩短了反应时间,同时制备过程中避免了溶剂的使用,降低了废弃物对环境的危害。
[0019] 2.本发明方法制备的水化热调控材料可大幅降低水化加速期和减速期的放热速 率,并能有效降低水化放热速率峰值80%W上。与传统缓凝剂大幅延缓水化诱导期不同,本 发明制得的水化热调控材料对水化诱导期的延缓作用并不明显,因此对混凝±中后期强度 基本没有影响。
【附图说明】
[0020] 图1为实施例3在渗量为0. 3%时对水泥水化放热速率的影响。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合实施例对本发明的内容作进一步的说明,但本发明的内容并不局限于实 施例表述的范围。
[0022] 本发明实施例中无特别说明,所采用的水泥均为海螺P. 0. 42. 5水泥。水泥水化放 热速率的测定使用TAM-AIR等溫量热仪(TAInstruments)进行,测试水泥净浆的水胶比为 0. 4,测试溫度为20°C。与未添加淀粉基水泥水化热调控材料的净浆相比,淀粉基水泥水化 热调控材料的性能越好,则水化放热速率峰值的降幅越大。
[0023] 本发明实施例中,测试采用的混凝±配合比为:水泥288kg/m3,粉煤灰72kg/m3, 水19化g/m3,砂子77化g/m3,石子1165/m3。砂子为细度模数为2. 6的中砂,石子为粒径为 5-20mm连续级配的碎石。
[0024] 混凝±绝热溫升使用舟山市博远科技开发有限公司BY-ATC/JR型绝热溫升仪器, 测试初始溫度为15°C。 阳0巧]混凝±的凝结时间和强度测试方法均参照GB8076-2008《混凝±外加剂》进行。 阳0%] 实施例1
[0027] 将700曲E值为4,冷水溶解度为65%的市售糊精、70g小麦淀粉、200g下二酸酢 和150g邻苯二甲酸酢在高速揽拌混合器中混合均匀,加入双螺杆挤出机烙融挤出。双螺杆 挤出机的加工溫度从进料口到出料口依次为90°C、110°C、120°C、125°C,螺杆转速为12化/ min,物料在螺筒中停留时间为lOmin。将挤出物粉碎,过100目筛,即得本发明所述淀粉基 水泥水化热调控材料。 阳O測实施例2
[0029] 将800曲E值为6,冷水溶解度为72%的市售糊精、160g玉米淀粉、ISOg戊二酸酢 和60g下二酸酢在高速揽拌混合器中混合均匀,加入双螺杆挤出机烙融挤出。双螺杆挤出 机的加工溫度从进料口到出料口依次为70°C、85°C、90°C、100°C,螺杆转速为15化/min,物 料在螺筒中停留时间为8min。将挤出物粉碎,过100目筛,即得本发明所述淀粉基水泥水化 热调控材料。
[0030] 实施例3
[0031] 将600曲E值为9,冷水溶解度为78%的市售糊精、90g蜡质玉米淀粉、220g下二酸 酢和320g邻苯二甲酸酢在高速揽拌混合器中混合均匀,加
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